การส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

การส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์การส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

Outline • พลังงานแสงอาทิตย์และรังสีดวงอาทิตย์ • ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ • เทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์ • เทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ • การส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ • ผลการดำเนินการส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์และรังสีดวงอาทิตย์พลังงานแสงอาทิตย์และรังสีดวงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์ • พลังงานในรูปคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีแหล่งกำเนิดจากดวงอาทิตย์ • เป็นพลังงานหมุนเวียน • เป็นพลังงานสะอาด • มีปริมาณมากมายมหาศาล

พฤติกรรมของรังสีดวงอาทิตย์พฤติกรรมของรังสีดวงอาทิตย์ • การกระเจิง โดย อากาศ เมฆ พื้นผิวโลก • การดูดกลืน โดย ไอน้ำ ฝุ่น โอโซน เมฆ พื้นผิวโลก

รังสีดวงอาทิตย์ • รังสีตรง • รังสีกระจาย • รังสีรวม = รังสีตรง + รังสีกระจาย

แผนที่ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์แผนที่ศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ สถานีตรวจวัดรังสี เป็นสถานีที่ ใช้ในการเก็บข้อมูลรังสีแสง อาทิตย์ ปัจจุบัน พพ. มีสถานีตรวจวัด 37 สถานีกระจายอยู่ทุกภูมิภาคทั่วประเทศ เริ่มติดตั้งตั้งแต่ปี 2545 ซึ่งประเทศไทยมีสถานีตรวจวัดมากที่สุดในกลุ่มอาเซียน • ค่าเฉลี่ยทั่วประเทศเท่ากับ 18.2 MJ/m2/d (5.05 kWh/m2/day) • ความเข้มสูงสุด 20-24 MJ/m2/d • แผนที่ศักยภาพความเข้มรังสีแสงอาทิตย์ วิเคราะห์จากข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม • ด้วยค่าเฉลี่ยความเข้มรังสีแสงอาทิตย์ดังกล่าวจึงมีศักยภาพค่อนข้างสูงและกระจายตัวสม่ำเสมอตลอดปี

ศักยภาพพลังงานรังสีดวงอาทิตย์ตรงศักยภาพพลังงานรังสีดวงอาทิตย์ตรง • แผนที่ศักยภาพความเข้มรังสีแสงอาทิตย์ตรง • ค่าเฉลี่ยทั่วประเทศเท่ากับ 11.9 MJ/m2-day • หรือ 3.3 kwh/m2-day (ร้อยละ 65 ของรังสีรวม) • ความเข้มรังสีตรงเฉลี่ยสูงสุดมีค่า 14 - 15 MJ/m2-day หรือ 3.89-4.16 kwh/m2-day ในพื้นที่ภาคตะวันออกเฉียงเหนือตอนล่างและภาคกลาง

ศักยภาพความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ของประเทศไทยศักยภาพความเข้มรังสีดวงอาทิตย์ของประเทศไทย ความเข้มรังสีเฉลี่ยเท่ากับ 18.2 MJ/m2 -day หรือ 5.05 kWh/ m2 -day (1800 kWh/ m2 -yr ) ศักยภาพพลังงานรังสีดวงอาทิตย์รวมทั่วโลก

เทคโนโลยีการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์เทคโนโลยีการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์

เซลล์แสงอาทิตย์ (PV) 1. Solar power 2. Solar heating ระบบผลิตไฟฟ้า ด้วยความร้อน (CSP) ระบบทำน้ำร้อน (SWH) ระบบอบแห้ง (Solar Drying)

เทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์เทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

การผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์การผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ • อุปกรณ์หลักในการผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ • ตัวเก็บรังสีอาทิตย์ • ถังเก็บน้ำร้อน • ใช้ตัวเก็บรังสีอาทิตย์ (solar collector) ทำหน้าที่ถ่ายเทความร้อนจากแสงอาทิตย์ให้แก่น้ำ และเก็บน้ำร้อนไว้ในถังเก็บน้ำร้อน เพื่อใช้บริโภค อาจมีฮีทเตอร์ไฟฟ้าสำหรับใช้ในช่วงที่ไม่มีแสงแดดเป็นระยะเวลานาน

ชนิดของตัวเก็บรังสีอาทิตย์ (Solar Collector) • แผงรับรังสีแบบแผ่นเรียบ • (Flat plate collector) 2. แผงรับรังสีแบบหลอดแก้วสุญญากาศ (Evacuated tubular collector)

ตัวเก็บรังสีอาทิตย์แบบแผ่นเรียบ (Flat plate collector) • ทำงานในช่วงความยาวคลื่น 0.3 – 3.0 µm ตามแต่ชนิดของตัวดูดกลืนรังสี • สามารถทำอุณหภูมิสูงสุดประมาณ 100 C • ไม่ใช้อุปกรณ์เคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์

ตัวเก็บรังสีอาทิตย์แบบหลอดแก้วสุญญากาศ (Evacuated tube collector) - เป็นท่อแก้วใสเรียงเป็นหลาย ๆ แถว ภายในท่อ จะมีท่ออีกท่อหนึ่งทำหน้าที่เป็นตัวดูดกลืนรังสี เคลือบ ด้วยวัสดุพิเศษ - ช่องว่างระหว่างท่อชั้นในกับชั้นนอกเป็นสุญญากาศ เพื่อป้องกันการสูญเสียความร้อน และเพื่อเพิ่ม ประสิทธิภาพของตัวกักเก็บความร้อน - สามารถทำอุณหภูมิสูงสุดประมาณ 200 C - ไม่ใช้อุปกรณ์เคลื่อนที่ตามดวงอาทิตย์

พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตน้ำร้อน (SHW) ตารางแสดงระดับอุณหภูมิที่ทำได้จากแผ่นรับแสงชนิดต่างๆ ที่มา : Marlijn , 2000

ระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานอาทิตย์ (Solar Water Heating; SWH System) • สามารถจำแนกออกได้ดังนี้ • แบบใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว • Thermosyphon • Force circulation • แบบผสมผสาน - ความร้อนเหลือทิ้ง

ระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานอาทิตย์ แบบ Thermosyphon • อาศัยการไหลเวียนตามธรรมชาติ (Natural flow) • ไม่ต้องการไฟฟ้าและปั้มไฟฟ้าในการหมุนเวียนน้ำในตัวเก็บรังสีอาทิตย์ • ส่วนใหญ่ใช้กับระบบผลิตน้ำร้อนขนาดเล็ก • มีทั้งแบบที่ใช้กับตัวเก็บรังสีอาทิตย์แบบ flat plate และ แบบ evacuated tube

ระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานอาทิตย์ แบบ Force Circulation • ใช้ไฟฟ้าและปั้มไฟฟ้าในการหมุนเวียนน้ำในตัวเก็บรังสีอาทิตย์ • สามารถใช้กับระบบผลิตน้ำร้อนขนาดเล็ก และขนาดใหญ่ • สามารถผลิตน้ำร้อนได้อุณหภูมิสูง • มีทั้งแบบที่ใช้กับตัวเก็บรังสีอาทิตย์แบบ flat plate และ แบบ evacuated tube

ระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสมผสาน - ความร้อนเหลือทิ้ง (Hybrid) • ใช้อุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนนำความร้อนเหลือทิ้งกลับมาใช้ผลิตน้ำร้อนร่วมกับพลังงานแสงอาทิตย์ • สามารถช่วยลดขนาดของการผลิตน้ำร้อนจากแสงอาทิตย์ • เป็นแหล่งพลังงานฟรีและสะอาด • คืนทุนเร็วกว่าระบบผลิตน้ำร้อนจากแสงอาทิตย์เพียงอย่างเดียว พลังงานแสงอาทิตย์ผสมผสานกับพลังงานความร้อนเหลือทิ้งของเครื่องปรับอากาศจึงไม่จำเป็นต้องใช้แหล่งพลังงานเสริมเนื่องจากพลังงานแสงอาทิตย์จะมีปัญหาช่วงฤดูฝนหรือตอนไม่มีแสงแดด ส่วนพลังงานความร้อนเหลือทิ้งของเครื่องปรับอากาศโดยปกติจะทำงานได้ดีในช่วงฤดูร้อนและฤดูฝน

เทคโนโลยีระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสมผสาน-ความร้อนเหลือทิ้งเทคโนโลยีระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสมผสาน-ความร้อนเหลือทิ้ง ความเสถียรภาพของระบบฯ • เมื่อมีแสงแดดก็ใช้พลังงานฟรี • ถ้าไม่มีแสงแดดก็สามารถใช้ความร้อนเหลือทิ้ง ผลประโยชน์ที่ได้จากระบบฯ • ได้พลังงานฟรีจากแสงอาทิตย์ • ได้พลังงานฟรีจากความร้อนเหลือทิ้ง • เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของสถานประกอบการ การใช้พลังงานทดแทน การอนุรักษ์พลังงาน

แหล่งความร้อนเหลือทิ้งต่างๆแหล่งความร้อนเหลือทิ้งต่างๆ • ความร้อนเหลือทิ้งจากชุดระบายความร้อน (Condensing Unit) เช่น เครื่องปรับอากาศแบบอัดไอ ตู้แช่ เป็นต้น • ความร้อนเหลือทิ้งจากปล่องไอเสียของหม้อไอน้ำ (boiler) • ความร้อนเหลือทิ้งจากท่อไอเสียเครื่องกำเนิดไฟฟ้าดีเซล • ความร้อนทิ้งจากเครื่องอัดอากาศ และ/หรือความร้อนเหลือทิ้งอื่นๆ ที่สามารถใช้ในการผลิตน้ำร้อนได้

เปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียระหว่างเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องทำน้ำร้อนแบบใช้ไฟฟ้าหรือน้ำมันเตาเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียระหว่างเครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องทำน้ำร้อนแบบใช้ไฟฟ้าหรือน้ำมันเตา เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ เครื่องทำน้ำร้อนแบบใช้ไฟฟ้าหรือน้ำมันเตา 1.ประหยัดค่าไฟฟ้า น้ำมันเตา 1.ไม่ประหยัดค่าไฟฟ้า น้ำมันเตา 2.ช่วยรักษาสิ่งแวดล้อม 2.ไม่ช่วยรักษาสิ่งแวดล้อม เพราะต้องการไฟฟ้าที่ได้จากการเผาเชื้อเพลิงคาร์บอนที่ทำให้เกิดมลภาวะในอากาศ 3.พลังงานที่ได้จากธรรมชาติและไม่มีวันหมด 3.ในอนาคตค่าไฟฟ้า น้ำมันเตาจะเพิ่มสูงขึ้นอย่างต่อเนือง 4.ทนทาน อายุการใช้งานยาวนานเกิน10 ปีขึ้นไป 4.อายุการใช้งานสั้นกว่า 5.การลงทุนในครั้งแรกสูงกว่า แต่ให้ผลตอบแทนระยะยาว 5.ลงทุนครั้งแรกต่ำ แต่ต้องจ่ายค่าไฟฟ้า น้ำมันในอัตราสูงขึ้นเรื่อย ๆ 6.ไม่มีปัญหาเรื่องอุณหภูมิของน้ำที่ใช้ อาทิ น้ำร้อนๆ เย็นๆ อันเนื่องมาจากแรงดันน้ำต่ำ หรือ แรงดันไม่คงที่ 6.มีปัญหาอุณหภูมิน้ำร้อนๆ เย็นๆ ในระหว่างการอาบน้ำ หรือใช้น้ำ กรณีระบบไฟฟ้า 7.ช่วยลดงบประมาณการเพิ่มกำลังการผลิตไฟฟ้าให้แก่ ประเทศชาติ ซึ่งต้นทุนสูงมาก 7.ไม่ช่วยประหยัดงบประมาณของประเทศชาติ 8.ติดตั้งเพียงเครื่องเดียวสามารถใช้น้ำร้อนได้ทุกจุดตามที่ต้องการ 8.การติดตั้งเป็นเฉพาะจุดที่ต้องการเท่านั้นกรณีระบบไฟฟ้า

ต้นทุนการผลิตน้ำร้อนสำหรับโรงแรม ขนาด 100 ห้อง พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตน้ำร้อน (SHW) ผลการวิเคราะห์ต้นทุนการผลิตน้ำร้อนสำหรับโรงแรม

การใช้เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์อย่างแพร่หลายในประเทศจีนการใช้เครื่องทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์อย่างแพร่หลายในประเทศจีน

ระบบอิสระ (Stand Alone) เป็นระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ที่ใช้กันตามบ้านพักอาศัยโดยทั่ว ๆ ไป มีขนาดของถังเก็บน้ำร้อน ประมาณ 200 ลิตร 300 ลิตร หรือ 600 ลิตร ขึ้นอยู่กับปริมาณผู้พักอาศัยภายในบ้านหลังนั้น ๆ

ระบบขนาดใหญ่ หรือระบบรวมศูนย์ เป็นระบบผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ ติดตั้งเพื่อใช้งานในที่อยู่อาศัยที่มีคนอยู่รวมกันมาก ๆ หรือมีความต้องการใช้น้ำร้อนปริมาณมาก เช่น คอนโดมิเนียม อพาร์ทเม้นท์ โรงแรม โรงพยาบาล เป็นต้น

ระบบผสมผสาน (Hybrid) เป็นระบบผลิตน้ำร้อนด้วยพลังงานแสงอาทิตย์ร่วมกับแหล่งกำเนิดความร้อนอื่น ๆ เช่น ความร้อนเหลือทิ้งจากระบบปรับอากาศ และระบบทำความเย็น เป็นต้น ซึ่งระบบนี้จะมีระยะเวลาการคืนทุนที่เร็วขึ้น

การส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์การส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์

ปริมาณการใช้พลังงานทั้งหมดปริมาณการใช้พลังงานทั้งหมด โรงพยาบาล 19.2 23.5 990 ปริมาณการใช้พลังงานของปี 2544-2546. ระบบปรับอากาศ 58.3 %ระบบแสงสว่าง 22.5 % น้ำร้อนและอื่นๆ % โรงพยาบาล ปริมาณการใช้พลังงานของโรงพยาบาล ปริมาณการใช้พลังงานของโรงแรม โรงแรม โรงแรม โรงแรม 890 ktoe ปริมาณการใช้พลังงานของปี 2544-2546. ระบบปรับอากาศ 55.6%ระบบแสงสว่าง 23.9% น้ำร้อนและอื่นๆ % โรงแรมทั้งหมดของประเทศไทย มี 3708 แห่ง (321,000 ห้อง) หากคิดสัดส่วนการใช้พลังงานและประเภทเชื้อเพลิงที่ใช้ จะมีการใช้เชื้อเพลิงสำหรับผลิตน้ำร้อน 34.5 ktoe/ปี คิดเป็น ล้านบาท/ปี ศักยภาพในการใช้งานระบบฯ

โครงการศึกษาเทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนด้วยระบบผสมผสานโครงการศึกษาเทคโนโลยีการผลิตน้ำร้อนด้วยระบบผสมผสาน พลังงานแสงอาทิตย์ในโรงพยาบาลและโรงแรม พพ. ได้ติดตั้งต้นแบบระบบผลิตน้ำร้อนแบบผสมผสานระหว่างพลังงานแสงอาทิตย์กับพลังงานความร้อนเหลือทิ้งจากเครื่องปรับอากาศ ผลการติดตั้งทดสอบระบบฯ 1. โรงพยาบาลแกลง จ.ระยอง - จำนวนแผงรับรังสีแสงอาทิตย์ 12 แผง - ขนาดเครื่องปรับอากาศ 48,000 Btu/hr 1 ชุด - ต้นทุนการผลิตน้ำร้อน 0.0496 บาท/ลิตร - ระยะเวลาคืนทุนประมาณ 2 ปี 2. โรงแรมดุสิตไอส์แลนด์รีสอร์ท จ.เชียงราย -จำนวนแผงรับรังสีแสงอาทิตย์ 32 แผง -ขนาดเครื่องปรับอากาศ 19,000 Btu/hr 1 ชุด 22,000 Btu/hr 1 ชุด -ต้นทุนการผลิตน้ำร้อน 0.0459 บาท/ลิตร -ระยะเวลาคืนทุนประมาณ 2 ปี โรงแรมฯ ได้ดำเนินการติดตั้งระบบเพิ่มจนได้รับ รางวัล Thailand Energy Award　2007 และ ASEANEnergy Award2007

ผลที่จะได้รับ (พ.ศ.2551-2554) • สนับสนุนการลงทุนติดตั้งระบบทำน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ • เป็นพื้นที่ Solar Collecterไม่น้อยกว่า 40,000 ตร.ม. • สามารถทดแทนการใช้น้ำมันไม่น้อยกว่า 5 ktoe/ปีในปี 2554 โครงการส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ด้วยระบบผสมผสาน • ให้การสนับสนุนและส่งเสริมสำหรับกิจการที่ใช้น้ำร้อนเป็นวัตถุดิบ เช่น โรงแรม • โรงพยาบาล โรงงาน อาคารธุรกิจ เป็นต้น • สนับสนุนศึกษา Pre Feasibility Study และ Preliminary Design • สนับสนุนค่าลงทุนระบบผลิตน้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ไม่เกิน30 % • ประโยชน์จากการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์ระบบผสมผสาน • ใช้พลังงานสะอาดและยั่งยืน • ใช้พลังงานอย่างมีประสิทธิภาพด้วยการ • นำความร้อนทิ้งกลับมาใชงาน • ลดการนำเข้าพลังงานจากต่างประเทศ • ลดปัญหาภาวะโลกร้อน

ขอบคุณครับ

การส่งเสริมการใช้น้ำร้อนพลังงานแสงอาทิตย์